Question

如图，电源电压和灯泡电阻不变，R₁=5 Ω，灯泡的额定电流为0.8A，灯泡电阻为10 Ω，
（1）只闭合S₁，电流表的示数为0.6A，求电源电压．
（2）闭合S₁、S₂、S₃，滑片移到b端，电流表的示数为2A，求滑动变阻器的最大阻值．
（3）若电压表量程为0～3V，电流表量程为0～3A，只闭合S₂，在保证电路安全的情况下，求滑动变阻器接入的阻值范围．

Answer 1

（1）只闭合S₁时，灯L和R₁串联，如图1，
电路中的总电阻为：R=R₁+R_L=5Ω+10Ω=15Ω，电源电压为：U=IR=0.6A×15Ω=9V．
（2）闭合S₁、S₂、S₃，滑片移到b端（R₂全连入）时，如图2，R₁和R₂并联，

电流表测量的是干路中的总电流I_总=2A，
则电路中的总电阻为：R===4.5Ω， ∴ =+，∵R₂===45Ω；
（3）只闭合S₂时，如图3所示，灯L和R₂串联

为保证电路安全，要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适，
①对于电流表，量程为0～3A，当滑动变阻器连入电阻为0时，
电流最大：I_大===0.9A＜3A，
∴ 当滑片左右移动时，电路中的电流不会超出电流表的量程；
②对于电压表，量程为0～3V，滑动变阻器两端的最大电压U_大=3V，此时连入的电阻最大：∵ I==，∴ R_大===5Ω．
③由题知，灯泡的额定电流I_L=0.8A，R_L=10Ω，∴ U_L=I_LR_L=0.8A×10Ω=8V，
8V是灯泡正常工作时的电压，超过此电压灯泡容易损坏，
此时滑动变阻器两端的电压最小为：U_小=U﹣U_L=9V﹣8V=1V，
其连入电路的电阻最小，∴  I′==，∵R_小===1.25Ω；
由①②③可知，为保证电路安全，滑动变阻器连入的电阻范围是1.25Ω～5Ω．